Восемь наиболее важных цветов. Спектр. Цветовой круг
Физика цвета
В 1676 году сэр Исаак Ньютон с помощью трехгранной призмы разложил белый солнечный свет на цветовой спектр. Подобный спектр содержал все цвета за исключением пурпурного.
Ньютон ставил свой опыт следующим образом (рис. 1) солнечный свет пропускался через узкую щель и падал на призму. В призме луч белого цвета расслаивался на отдельные спектральные цвета. Разложенный таким образом он направлялся затем на экран, где возникало изображение спектра. Непрерывная цветная лента начиналась с красного цвета и через оранжевый, желтый, зеленый, синий кончалась фиолетовым. Если это изображение затем пропускалось через собирающую линзу, то соединение всех цветов вновь давало белый цвет.
Эти цвета получаются из солнечного луча с помощью преломления. Существуют и другие физические пути образования цвета, например, связанные с процессами интерференции, дифракции, поляризации и флуоресценции.
Если мы разделим спектр на две части, например - на красно-оранжево-желтую и зелено-сине-фиолетовую, и соберем каждую из этих групп специальной линзой, то в результате получим два смешанных цвета, смесь которых в свою очередь также даст нам белый цвет.
Два цвета, объединение которых дает белый цвет, называются дополнительными цветами.
Если мы удалим из спектра один цвет, например, зеленый, и посредством линзы соберем оставшиеся цвета - красный, оранжевый, желтый, синий и фиолетовый, - то полученный нами смешанный цвет окажется красным, то есть цветом дополнительным по отношению к удаленному нами зеленому. Если мы удалим желтый цвет, то оставшиеся цвета - красный, оранжевый, зеленый, синий и фиолетовый - дадут нам фиолетовый цвет, то есть цвет, дополнительный к желтому.
Каждый цвет является дополнительным по отношению к смеси всех остальных цветов спектра.
В смешанном цвете мы не можем увидеть отдельные его составляющие. В этом отношении глаз отличается от музыкального уха, которое может выделить любой из звуков аккорда.
Различные цвета создаются световыми волнами, которые представляют собой определенный род электромагнитной энергии.
Человеческий глаз может воспринимать свет только при длине волн от 400 до 700 миллимикрон:
- 1 микрон или 1μ = 1/1000 мм = 1/1000000 м.
- 1 миллимикрон или 1mμ = 1/1000000 мм.
Длина волн, соответствующая отдельным цветам спектра, и соответствующие частоты (число колебаний в секунду) для каждого спектрального цвета имеют следующие характеристики:
Отношение частот красного и фиолетового цвета приблизительно равно 1:2, то есть такое же как в музыкальной октаве.
Каждый цвет спектра характеризуется своей длиной волны, то есть он может быть совершенно точно задан длиной волны или частотой колебаний. Световые волны сами по себе не имеют цвета. Цвет возникает лишь при восприятии этих волн человеческим глазом и мозгом. Каким образом он распознает эти волны до настоящего времени еще полностью неизвестно. Мы только знаем, что различные цвета возникают в результате количественных различий светочувствительности.
Остается исследовать важный вопрос о корпусном цвете предметов. Если мы, например, поставим фильтр, пропускающий красный цвет, и фильтр, пропускающий зеленый, перед дуговой лампой, то оба фильтра вместе дадут черный цвет или темноту. Красный цвет поглощает все лучи спектра, кроме лучей в том интервале, который отвечает красному цвету, а зеленый фильтр задерживает все цвета, кроме зеленого. Таким образом, не пропускается ни один луч, и мы получаем темноту. Поглощаемые в физическом эксперименте цвета называются также вычитаемыми.
Цвет предметов возникает, главным образом, в процессе поглощения волн. Красный сосуд выглядит красным потому, что он поглощает все остальные цвета светового луча и отражает только красный.
Когда мы говорим: «эта чашка красная», то мы на самом деле имеем в виду, что молекулярный состав поверхности чашки таков, что он поглощает все световые лучи, кроме красных. Чашка сама по себе не имеет никакого цвета, цвет создается при ее освещении.
Если красная бумага (поверхность, поглощающая все лучи кроме красного) освещается зеленым светом, то бумага покажется нам черной, потому что зеленый цвет не содержит лучей, отвечающих красному цвету, которые могли быть отражены нашей бумагой.
Все живописные краски являются пигментными или вещественными. Это впитывающие (поглощающие) краски, и при их смешивании следует руководствоваться правилами вычитания. Когда дополнительные краски или комбинации, содержащие три основных цвета - желтый, красный и синий, - смешиваются в определенной пропорции, то результатом будет черный, в то время как аналогичная смесь невещественных цветов, полученных в ньютоновском эксперименте с призмой, дает в результате белый цвет, поскольку здесь объединение цветов базируется на принципе сложения, а не вычитания.
Цвет
Это одно из основных свойств физических тел. В зависимости от длины световой волны, воздействующей на глаз, последний ощущает тот или иной цвет . Длина световой волны, то есть расстояние, на которое распространяется световая волна за время одного периода, измеряется миллимикронами. Видимый оптический спектр ограничен волнами примерно от 760 до 380 миллимикрон, а именно:
- Красный - 760-620
- Оранжевый - 620-590
- Желтый - 590-560
- Желто-зеленый - 560-530
- Зеленый - 530-500
- Голубой - 500-470
- Синий - 470-430
- Фиолетовый 430-380
Спектр
Это цветная полоса, получаемая при разложении (например, призмой) луча белого цвета по длинам волн. Между цветами в спектре нет четких границ: каждый цвет постепенно переходит в соседний. В спектре различают иногда семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый (правильнее разделить большую группу зеленых на желто-зеленые и сине-зеленые).
Ахроматические цвета
Это белые, черные и все переходные от белого к черному - серые (глаз человека различает около трехсот ахроматических оттенков). Все остальные цвета называются хроматическими.
Хроматические
Как и ахроматические отличаются друг от друга своей светлотой. Например, синий спектральный темнее, а желтый спектральный светлее красного спектрального. Это качество хроматического цвета (обладающего цветностью) в цветоделении именуется цветовым тоном. Художники обычно называют цветовой тон просто цветом.
Спектр является естественной шкалой цветовых тонов. Спектральные цвета можно подразделить на три зоны: красную, объединяющую красный, оранжевый и оранжево-желтый; зеленую - желтый, желто-зеленый и зеленый; сине-фиолетовую - голубой, синий, фиолетовый. Красные, оранжевые, желтые и желто-зеленые цвета называют теплыми, а зелено-голубые, голубые, синие и фиолетовые - холодными.
Цвета, образованные смешением двух крайних спектральных, то есть красного и фиолетового, называются пурпурными (они являются переходными между красными и фиолетовыми). В спектре нет пурпурных цветов.
При различных многокрасочных работах, с целью более удобного подбора красок, иногда пользуются цветовым кругом , в котором спектральные и пурпурные цвета расположены по окружности. В спектральной части круга (или спектре) глаз различает около 130 цветовых тонов, а в пурпурной - около 20.
Различные тела поглощают (не отражают) световые волны разной длины неодинаково: одни поглощают их в равной мере (неизбирательное поглощение), другие - в различной степени (избирательное поглощение). Ахроматические тела обладают неизбирательным, а хроматические - избирательным поглощением. Если от поверхности тела отразились и действуют на глаз все спектральные лучи, то глаз ощущает белый цвет, если все лучи не отразились, то есть поглотились, - черный. Если часть лучей отразилась, а часть поглотилась, то в зависимости от их соотношения глаз ощутит тот или иной цвет.
Если направить красный и фиолетовый (сине-фиолетовый) лучи и совместить их на белой поверхности, увидим пурпурный цвет. Если совместить синий и зеленый лучи, - голубой. Если зеленый и красный - желтый. Такое оптическое смещение цветов называется аддитивным, или слагательным смешением.
Если на белую бумагу нанести слой желтой краски, то из общего потока света до белой поверхности бумаги дойдут только красные, желтые и зеленые лучи, а другие он поглотит("вычтет"). Если поверх этой желтой краски нанести голубую, то последняя через свой слой пропустит только зеленые лучи, а красные и желтые поглотит, в результате чего глаз ощутит зеленый цвет. Такое смешение называется субтрактивным, или вычитательным смешением.
Взаимодополнительными цветами называются такие цвета, которые при аддитивном смешении и определенных количественных отношениях дают ахроматический цвет. При смешении недополнительных получаются цвета, промежуточные по тону между смешиваемыми.
Различные световые лучи действуют неодинаково на светочувствительный слой (например, фотопленки). Самый актиничный цвет - белый. Черные неактиничны, так как черные поверхности очень слабо отражают свет. Светло-голубые почти столь же актиничны, как белые, а красные почти столь же неактиничны, как черные.
Тэг: Цветоведение
Цвета спектра и основные цвета
Впервые непрерывный спектр на семь цветов разбил Исаак Ньютон. Это разбиение условно и во многом случайно. Скорее всего, Ньютон находился под действием европейской нумерологии и основывался на аналогии с семью нотами в октаве (сравните: 7 металлов, 7 планет…), что и послужило причиной выделения именно семи цветов. В XX веке Освальд Вирт предложил «октавную» систему (ввел 2 зелёных - холодный, морской и тёплый, травяной ), но большого распространения она не нашла.
Заметно, что цвета спектра, начинаясь с красного и проходя через оттенки противоположные, контрастные красному (зелёный, циан), затем переходят в фиолетовый цвет, снова приближающийся к красному. Такая близость видимого восприятия фиолетового и красного цветов связана с тем, что частоты, соответствующие фиолетовому спектру, приближаются к частотам, превышающим частоты красного ровно в два раза. Но сами эти последние указанные частоты находятся уже вне видимого спектра, поэтому мы не видим перехода от фиолетового снова к красному цвету, как это происходит в цветовом круге, в который включены неспектральные цвета, и где присутствует переход между красным и фиолетовым через пурпурные оттенки.
Стоит отметить, что цвета, которые мы видим в таблице - смесь частот излучаемых светодиодами мониторов. Все цвета, которые мы можем получить на этих экранах, будут являться суммой цветов всего трёх люминофоров (излучателей), используемых в этих панелях. Именно таким образом воспоизводятся все цвета на экранах ЭЛТ, ЖК-дисплеев, плазменных панелей и т. д., а частота, соответствующая в спектре конкретному видимому цвету, может при этом отсутствовать.
Практика художников наглядно показывала, что очень многие цвета и оттенки можно получить смешением небольшого количества красок. Стремление натурфилософов найти «первоосновы» всего на свете, анализируя явления природы, всё разложить «на элементы», привело к выделению «основных цветов».
Аддитивное смешение цветов
В Англии основными цветами долго считали красный, жёлтый и синий, лишь в 1860 г. Максвелл ввёл аддитивную систему RGB (красный, зелёный, синий). Эта система в настоящее время доминирует в системах цветовоспроизведения для электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) мониторов и телевизоров.
В художественной практике существует устоявшаяся система цветов, не совпадающая с аддитивной системой Максвелла, использующейся в ЭЛТ. В этой системе в качестве основных цветов используются красный, жёлтый и синий. Использование жёлтого не удивительно, поскольку при смешении красок, в отличие от смешения лучей, светлота и насыщенность полученного цвета получается меньше чем у исходных красок, поэтому получить жёлтый, самый светлый цвет смешением других красок - невозможно. Если в системе RGB в определённых координатах спектр разделён основными цветами на три равные части, то в художественной практике частоты соответствующие основным и дополнительным цветам относятся определённым более сложным образом. Понятия чистых красного и жёлтого цветов здесь примерно совпадают с RGB, но чистый синий здесь более заметно отличается от системы Максвелла, относительно чистого синего которой это оттенок более близкий к голубому. Понятие чистого зелёного цвета также не совпадает с тем, который мы обычно видим при горении только зелёных диодов ЭЛТ. В художественной практике под зелёным понимается самый пассивный цвет, являющийся дополнительным, контрастным самому активному - красному.
Знаменитый на весь мир физик, однажды провел один интересный опыт: он установил на пути обыкновенного солнечного луча трехгранную призму, в результате чего тот разложился на 6 основных цветов. Стоит отметить, что ученый изначально смог выделить из них только 5 сегментов, однако после решил, что поделит этот луч аж на семь, чтобы число было равное количеству нот. Однако после того, как этот цветовой спектр был сложен в круг, выяснилось, что один из оттенков нужно убрать, и жертвой стал голубой. Так до сих пор с научной точки зрения в природе существует лишь 6 основных тонов, однако каждый из нас знает, даже на примере радуги, что среди них можно разглядеть седьмой.
Разбираем спектр по частям
Чтобы понять, что такое цветовой спектр, попробуем разделить его на две части. Первая будет содержать в себе первичные цвета, вторая, соответственно, вторичные. В первую группу мы отнесем такие тона, как красный, желтый и синий. Они являются основными и при правильном сочетании друг с другом образуют все остальные. Среди них, в свою очередь, называем оранжевый, фиолетовый и зеленый. Первый можно получить путем смешения красного с желтыми, второй - красного с синим, а третий - желтого с синим. На фоне всего того становится понятно, почему цветовой спектр покинул голубой тон. Получить его можно просто смешав синий с белым, что уже делает его неосновным тоном.
Более сложный вариант спектра
Современные ученые в цветовом спектре выделяют не 6, а 12 сегментов. Среди них есть не только первичные и вторичные тона, но еще и тертичные, которые заполняют пространство круга между первыми двумя категориями. В состав этой третей группы можно отнести красно-оранжевый, желто-оранжевый, желто-зеленый, сине-зеленый, сине-фиолетовый и красно-фиолетовый. Подобное расширение говорит нам о том, что спектр цветовой - это целый простор для различных комбинаций, которые могут образовывать невероятные оттенки. К примеру, сине-зеленый в определенной консистенции с белилами дает самый модный оттенок сезона - бирюзу. А красно-фиолетовый также в сочетании с белой краской образует лиловый, таинственный и загадочный.
Исходные тона
Наверняка вам известно о том, что все выше рассмотренные цвета являются хроматическими, то бишь имеющими яркий оттенок, заливку. Наряду с ними существуют ахроматические тона, которые состоят из белого, черного и всех оттенков серого, от совсем светлого до предельно темного. Благодаря им современный цветовой спектр становится куда шире, и его уже наполняют даже не 12 оттенков, а куда больше. В оригинале изображается круг, состоящий из 12 сегментов. В состав каждого из них входит еще по 8, а то и того больше оттенков, которые по мере приближения к центру становятся все светлее и светлее. Этот эффект достигается путем смешивания исходного цвета с белилами. В примере, который был приведен выше, мы указывали на то, что даже третичный тон спектра может быть разбавлен белым и тем самым изменен до неузнаваемости.
Влияние цвета на нашу жизнь
Чтобы не вдаваться в те банальные демагогии, которые рассказывают нам о якобы скрытых влияниях того или иного цвета на поведение и психику человека, отметим лишь вкратце, что кажутся нам ближе, а холодные, словно вдавленные во что-то, удаляются от взора. Благодаря этому эффекту можно манипулировать визуальными эффектами в помещении, создавать выгодную рекламу и проводить прочие различные операции. Важно также отметить, что цветовой спектр может иметь не только тенденцию к белому (как это было описано выше), но и к темному. Аналогично любой сегмент круга как первичный, так и третичный мы может разбавить черным или любым оттенком серого, в результате чего они станет либо насыщенней и еще ярче, либо мрачнее. Этот факт также важно учитывать, создавая различные проекты как в интерьере, так и в прочих сферах жизни.
Что видим мы, люди?
Принято полагать, что видимый для человека цветовой спектр - это все основные, первичные цвета - красный, синий и желтый, а также множественные вариации, которые от них образуются. Таким образом, это круг тонов, который состоит далеко не из 12*8 сегментов, а куда большего количества. Наш глаз способен распознавать оттенки различной светлости, более того, их характеристики в нашем понимании меняются в зависимости от множества внешних факторов. Что касается чисто научной точки зрения, то самой большой длиной обладает волна красного цвета. Поэтому желтые, охровые, оранжевые и, соответственно, все оттенки красного мы видим лучше всего. По мере приближения к фиолетовому, все цвета постепенно теряют длину своих волн.
Заключение
На самом деле цветовой спектр - это загадка природы. Мы, люди, видим его лишь в неполной мере. Даже исходя из опытов, проведенных над множеством птиц, можно увериться в том, что они видят куда больше оттенков привычных для нас цветов, и при этом их картинка перед глазами является более красочной, нежели наша.
Сделал вот конспект по колористике для себя, дабы не забывать. Пытался максимально сократить, поэтому получилось много умных слов. Конспект не полный, но доделать как-то не доходят руки. Если у кого-нибудь появится желание дополнить - не стесняйтесь.
Цвет
— это результат взаимодействия трех составляющих: источника света, объекта
и наблюдателя
. Наблюдатель воспринимает длины волн света, излучаемых источником света и видоизменяемых объектом.
Свет
, видимый человеком - это небольшая часть светового спектра электромагнитных волн.
Световые волны сами по себе не имеют цвета, но разные длины волн ассоциируются с определенным цветом.
Порядок следования цветов
неизменный
- от коротковолнового диапазона (фиолетовый) к длинноволновому (красный) или наоборот. Волны, несколько длиннее красного света, занимают инфракрасный (ИК) диапазон. Волны, короче фиолетового - ультрафиолетовый (УФ) диапазон.
Предметы
сами по себе
не имеют цвета
, он появляется лишь при их освещении
.
Человек воспринимает цвет двух типов: цвет светящегося объекта
(цвет света или аддитивный
цвет) и цвет отраженного от объекта света
(цвет пигмента или субтрактивный
цвет).
Основные
или первичные цвета — это цвета, смешивая которые можно получить все остальные цвета и оттенки. Тип смешивания (аддитивное
или субтрактивное
) определяет основные цвета.
Дополнительные
или комплиментарные цвета (на цветовом круге расположены напротив друг друга) — это пары цветов, при аддитивном смешивании дающие белый цвет, при субтрактивном — серый или чёрный. Для цветов RGB дополнительными будут соответственно CMY (и наоборот). Каждому цвету можно противопоставить не один контрастный (дополнительный) цвет, а близлежащую
пару
, которая его образует.
Приведенная схема основных цветов работает только для компьютерных графических систем. У традиционных художников
основными цветами считаются красный, желтый и синий
. Цвета, получаемые путём смешивания основных, называются составными
(зелёный, оранжевый, фиолетовый). Сумма составных цветов даст коричневый.
Аддитивное смешение
— (от англ. add — добавлять, т.е. добавление
к черному других световых цветов) или RGB
(Red, Green, Blue) — метод синтеза цвета, в котором первичными цветами являются аддитивные красный, зелёный и синий. В этой системе отсутствие цветов
даёт черный
цвет, а добавление всех цветов
— белый
. Выбор основных трёх цветов обусловлен особенностями физиологии сетчатки человеческого глаза.
Субтрактивное смешение
(от англ. subtract — вычитать, т.е. вычитание
цветов из общего луча отраженного света) или CMY
(Cyan, Magenta, Yellow) — метод синтеза цвета, в котором первичными цветами являются субтрактивные голубой, пурпурный и жёлтый. Цветовая модель основана на поглощающих свойствах чернил. В этой системе отсутствие цветов
даёт белый
цвет (белая бумага), а смешение всех цветов
— условно чёрный
(в действительности типографские краски при смешении всех цветов дают темно-коричневый, а для придания истинно черного оттенка добавляют черную ключевую краску — Key color). Обладает сравнительно с RGB небольшим цветовым охватом.
Цветовые модели RGB и CMYK теоретически являются дополнительными
друг к другу, а их пространства частично перекрываются
.
Цветовая модель CIE LAB (или Lab
). В этой модели любой цвет определяется яркостью
«L» (Luminance) и двумя хроматическими компонентами
: параметром «а» (изменяется от зеленого
до красного
) и параметром «b» (изменяется от синего
до желтого
). Разработанные в рамках этой модели цвета будут выглядеть одинаково как на экране, так и при печати независимо от типа устройства воспроизведения. Обладает наибольшим
цветовым охватом.
Свойства цвета:
Цветовой тон или оттенок (Hue ) — совокупность цветовых оттенков, сходных с одним и тем же цветом спектра.
Насыщенность (Saturation ) — степень блёклости .
Светлота (Lightness ) — степень близости цвета к белому .
Яркость (Brightness ) — степень близости цвета к чёрному .
Хроматические
цвета — все цвета, за исключением ахроматических
. Обладают всеми тремя свойствами.
Ахроматические
(«бесцветные») цвета — белый, оттенки серого и чёрный. Основным свойством является светлота
.
Спектральные
цвета — это семь ключевых цветов спектра
.
Неспектральные
цвета (цвета, не входящие в цветовой спектр
) — это оттенки серого
, цвета смешанные с ахроматическими
цветами (например: розовый, как смесь красного с белым), коричневые
и пурпурные цвета
(Magenta).
Цветовой круг Иттена: